上周日，南山博士论坛请来到南方科技大学的刘洋老师，他不仅是科幻作家，还是凝聚态物理学博士，在《科幻世界》《文艺风赏》等杂志发表中、短篇科幻小说60余万字，连续五年入选《中国科幻小说年选》，部分作品翻译后在国外知名杂志发表。已出版科幻小说集《完美末日》《蜂巢》，长篇小说《火星孤儿》。作品曾获华语科幻星云奖、“光年奖”一等奖、引力奖、黄金时代奖等。

本次博士论坛上，刘洋博士带来了《限制与开拓——科幻小说中的航天器及其演变》的精彩分享，带领大家一起感受科幻之旅。

科幻小说比牛顿更早探讨引力

刘洋告诉现场听众：“我是学物理的，现在已经从理转文到南科大教书，主要做一些科幻方面的研究以及创作。”很多人在讨论科学和科幻之间是什么关系，有的人认为科幻小说可以预言真实生活的发展，甚至是引领科学的发展。但是也有很多人认为是科学的发展引领科幻写作。

今天从科幻小说航天器这个角度来切入，试图探讨一下科幻小说中的幻想和科学之间是怎么样的关系。我们先从一个很有名的作品开始讲起，1638年英国人弗朗西斯戈德温写的《月中人》，是现存最早的以英文书写的月球旅行故事，也是第一部描述失重现象的作品，在这个小说中写到，人们离开地球的过程中远离地球越远，人所受到的吸引力就越小，还写到了月球对人也有吸引力。

在这个时间，牛顿还没有出生，所以在科学没有发展到这一步之前，先由科幻小说描写了这样一种失重现象，同样也预言了引力和距离之间的关系。这个小说写从地球到月球的方式是通过野天鹅飞上去，那个年代大家认为宇宙中充满空气。随着科学的进步，后来大家知道了宇宙中很多地方没有空气，为此科幻小说就没那么好写了，更不能用野天鹅登月了。

同时期，法国作家切拉诺•德•贝尔热拉写了《月球之旅》科幻小说，设想了很多星际旅行的方式。比如主人公在身上绑一块磁铁，手上再拿一块磁铁，把手上的磁铁直接往天上一抛，因为两块磁铁之间有吸引力，所以就跟着就被吸到天上去了。吸到天上去之后，一旦抓到了天上的磁铁就继续往天上抛，他又会继续往天上飞去。

科学发展曾带来科幻小说的低谷

1687年，牛顿发表了著名的经典代表作《自然哲学的数学原理》，然后以它为代表的古典力学体系带动整个经典科学的发展，这个对科幻小说有什么影响呢？科学的发展限制了很多信马由缰的科幻写作思路，不能再写野天鹅飞船了，也不能再写抛磁铁上天了，因为大家发现了这些错误的。

科学的发展带来了近两百年科幻小说的低谷，一直到十九世纪中叶，整个经典力学基本上完全建立了之后，在欧洲才重新有一批科学爱好者写科幻小说，就是所谓的欧陆科幻黄金时期。

科幻小说有两个黄金时期，一个就是十九世纪中叶在欧洲，还有一个是二十世纪、三四十年代在美国，第一个我们叫欧陆科幻的黄金时期，第二个叫做美国科幻的黄金时期，很多人说第三个科幻的黄金时期很有可能在中国，但是现在还没有到来。

欧陆科幻的黄金时期代表人物就是凡尔纳，他写了很多很技术流的科幻小说，有很多技术性的描写，放在今天来说就是不折不扣的硬科幻小说。他提出了一种航天方式，就是用大炮把人发射到月球上去，这就是所谓的凡尔纳大炮。就是建一个非常非常长的大炮，炮管有几公里长，这个大炮它的炮弹里面是一个居住舱，很接近今天的航天飞船。这个小说里有很多技术性的描写，跟之前两百年前那些科幻小说完全不一样，发射角度和炮弹飞行时间都经过计算。

1883年，齐奥尔科夫斯基提出来火箭方程，人类开始真正进入航天时代。从那之后，大部分科幻小说里的航天器基本上是靠火箭这种方式进行。

只要有好材料太空电梯就能实现

1972年，科幻小说家克拉克的《与拉玛相会》里，描写了一个很经典的太空站构造，就是滚筒形的太空站。我们知道洗衣机一旋转起来所有的东西都会贴在内壁上，因为旋转会产生离心力，离心力在太空中可以模拟重力效果。理论上，滚筒可以造的非常大，里面还可以有城市、河流等，但现在的技术还没有达到。

1979年，科幻作家克拉克在《天堂的喷泉》里面提出了另外一种航天方式——太空电梯，现在同样也还没有实现。要有太空电梯，把一个物体要运到太空上去就很方便了。为什么呢？太空电梯就是一根绳子，绳子的一端固定在地球上，通常是固定在赤道上，绳子另一端固定在一个同步轨道上的太空站，或同步轨道上的某一个卫星上，物品就可以沿着这条线从地面向上运输，好像坐电梯一样，这是非常节省能源的一种方式。

太空电梯理论上来说没有什么问题，难在用什么材料来建造，这个绳子需要维持非常强大的张力，还要非常轻，所以说当前材料是制约我们太空电梯真正造出来最大的瓶颈，如果能够大规模制造出碳纳米管或发明出其他更强大的材料，太空电梯的建造完全没有问题。

希望把科幻小说里的东西做出来

现在，很多科幻小说的飞行器远远领先现有的科技水平。比如说巴萨德冲压发动机，通过搜集宇宙中的氢原子作为飞行燃料来做星际旅行。但巴萨德冲压发动机有一个无法克服的障碍，就是无法超光速旅行。

很多科幻小说里，需要超光速旅行时，很多科幻作家就设想了一些其他方式来解决这个问题，例如曲速引擎，可以让时空发生弯曲。通过曲速引擎运行的飞船，飞船本身所在的地方时空是平直的，这个地方并没有时空的弯曲。在飞船运行前方时空是扭曲的、折叠的、收缩的，飞船的后方时空是舒张的，通过这样的一种方式，让时空本身带动飞船向前运动，这就好像人在机场传送带上走一样，可以让这个物体以超光速的方式旅行。

科幻小说中，还有一种非常宏大的航行方案——恒星引擎，核心概念就是把整个恒星系作为一艘飞船向外推动：不仅要带着地球走，还要把太阳一起带着走，把恒星本身作为推动飞船的推动力。为什么要这么做呢？比如说有两颗恒星要碰撞了或是其他极端情况，我们必须推动一颗恒星向安全的地方移动。

还有一些更加脱离我们想象的航天器，比如说反物质引擎或暗物质引擎、无惯性驱动、无限非概率驱动等，令人脑洞大开。希望小朋友们多看一些科幻小说，以后把科幻小说里的东西做出来，把科幻变成真正的科学。